Датчик оборотов и датчик вибрации

Pavel_E

Вооружившись знаниями по микроконтроллерам решил двинуть тему в железо. Прошу советов по компонентам и типовым схемам.

Хочу сделать следующее:

Шаг 1. Датчики для устройства автономного управления комнатной автомоделью:

  1. Оптический тахометр на диапазон от 0,1 до 10 мин-1 (определение “упирания в стенку” по отсутствию вращения вала колес );
  2. Акслерометр для контроля за положением автомодели (вниз или вверх ногами).
    Принцип работы: “уперлись в препятствие - дать задний ход и развернуться”, “перевернулись на спину - инвертировать управление”.

Шаг 2. (как развитие после шага1) Электронное балансировочное устройство для механического гироскопа, валов двигателей, винтов:

  1. Оптический датчик углового положения вала (диапазон оборотов от 100 до 100000 мин-1);
  2. Датчик вибрации (акселерометр).
    Принцип работы - используя данные с акселерометра находим момент времени, когда тяжелая часть проходит мимо него. Используя данные с оптического датчика (время от прохождения темной или светлой метки) вычисляем, где эта тяжелая часть относительно метки. На индикацию выводим угол в градусах между меткой и тяжелой частью, и некую условную величину дисбаланса.

Изучение вопроса показало, что не все так просто В качестве оптических датчиков можно взять фотодиоды или фототранзиторы, но у них могут быть проблемы с такими частотами, как в шаге 2. Типовые схемы оптических тахометров крайне разнообразны и вводят в сильную задумчивость именно разнообразием… То транзисторы в несколько каскадов, то ОУ, то все вместе навешано на бедный фотодатчик… Пока не понимаю, что лучше (проще) взять за базу для первого опыта. Всего-то и надо “да/нет” передавать.

А с акселерометром тема еще более запутанная. Датчиков великое множество и все принципиально разные. Соответственно и схемы усиления и обработки сигналов для передачи в МК. Цены отличаются на 2 порядка. И применительно к вопросам балансировки нашел всего несколько иностранных вариантов на редких и сильно дорогих компонентах…

Собственно вопрос:

  1. посоветуйте типы датчиков для оптической и “инерционной” части. Распространенные и недорогие 😁
  2. посоветуйте простую схему, проект чей-нибудь, на которой можно наглядно поучиться это дело собирать. Поиском искал, этот совет знаю 😁

Заранее мерси!

10 days later
Pavel_E

Недождавшись помощи коллективной мысли накупил деталек, провел серию экспериментов и теперь отвечаю сам себе и тем, кому это интересно.

Самым простым вариантом оптического датчика для тахометра является прилагаемая схема.
В темноте на выходе 0,27В, на ярком свете - 4,5В. Как раз диапазон, понятный микроконтроллеру.

BALAL
Pavel_E:
  1. Акслерометр для контроля за положением автомодели (вниз или вверх ногами).

трубка металлическая, соединённая с массой, расположенная вертикально, две пробки со штырьками - контактами вдоль оси и шарик внутри для этого не подойдёт?

PigTail

Вопрос простой, а Вы сумеете устроить темноту и яркий свет в модели? Если есть к чему приделать модулятор(диск с прорезями для просвечивания, то посмотрите в сторону щелевых фотодатчиков или из компьютерной мыши. Если модулятор не вкрячить, то ИМХО надо смотреть в сторону датчиков Холла.
Вообще по датчикам можно посмотреть parralax.com они там предлагают наборчики для подобных поделок, опять таки на их форумах можно посмотреть использование, ну или ищите всяческие форумы по робототехнике.

Pavel_E
PigTail:

Вопрос простой, а Вы сумеете устроить темноту и яркий свет в модели?

Просто поставлю метку черной краской на ось и дам подсветку ИК светодиодом. Попробовал на макете - работает без проблем.

Тематические форумы, конечно, хорошо, но нельзя же ВСЕ форумы читать одновременно. Еще и жить надо время от времени. Жаль, здесь по подобным штукам советов мало.

BALAL:

трубка металлическая, соединённая с массой, расположенная вертикально, две пробки со штырьками - контактами вдоль оси и шарик внутри для этого не подойдёт?

Как датчик положения “верх-низ” подойдет, спасибо за идею. Вспомнил, что было такое в каком-то фильме про ирландских бомбистов 😃

Но как дальнейшее развитие, для прибора-балансира придется мудрить с твердотельными акселерометрами. Пока ищу наработки.